一种变压吸附氮气设备
技术领域
本发明涉及氮气制取技术领域，具体为一种变压吸附氮气设备。
背景技术
变压吸附是一种新型气体吸附分离技术，它有如下优点：产品纯度高；一般可在室温和不高的压力下工作，床层再生时不用加热，产品纯度高；设备简单，操作、维护简便；连续循环操作，可完全达到自动化，因此，当这种新技术问世后，就受到各国工业界的关注，竞相开发和研究，发展迅速，并日益成熟，用碳分子筛制氮主要是基于氧和氮在碳分子筛中的扩散速率不同，在0.7-1.0Mpa压力下，即氧在碳分子筛表面的扩散速度大于氮的扩散速度，使碳分子筛优先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中，碳分子筛本身具有加压时对氧的吸附容量增加，减压时对氧的吸附量减少的特性，利用这种特性采用变压吸附法进行氧、氮分离，从而得到99.99%的氮气。
现有的变压吸附氮气设备在使用时还存在问题：变压吸附最为重要的就是改变压强，其中最直接的一部就是利用空气压缩机进行空气的处理，随后经过压缩的空气被排放到空气缓冲罐中，压缩程度越高的空气也适合制氮，但是其排出产生的冲击力也非常大，往往会对空气缓冲罐造成伤害，长时间使用容易出现损坏。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种变压吸附氮气设备及其氮气吸附方法，具备保护效果好、结构稳定与制氮纯度高的优点，解决了上述技术背景所提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种变压吸附氮气设备，包括上基板，所述上基板顶部正面的右端固定安装有空气压缩机，所述空气压缩机的背面固定安装有空气缓冲罐，所述空气缓冲罐中部的外围固定安装有支撑架，且空气缓冲罐的左侧固定安装有处理箱，所述处理箱内部的下端固定安装有活性炭过滤板，且处理箱内部的上端固定安装有抑菌板，所述处理箱的左侧固定安装有水处理器，所述水处理器的左侧固定安装有冷冻干燥机，所述冷冻干燥机的左侧固定安装有输送管，所述输送管的右端固定安装有两个控制阀，且输送管右端的顶部固定安装有两个制氮主机，两个所述制氮主机内侧的上端固定安装有控制器，且两个制氮主机的顶部均固定安装有排氮管。
精选的，所述上基板的底部固定安装有缓冲器，所述缓冲器的底部固定安装有下基板，所述上基板底部与下基板的顶部均开设有放置槽，所述缓冲器固定安装在放置槽中。
精选的，所述缓冲器包括有挤压筒，所述挤压筒内部的上端活动卡接有升降杆，且挤压筒内部的下端固定安装有挤压弹簧，所述挤压筒的底部固定安装在下基板的顶部。
精选的，所述空气缓冲罐包括有外壳，所述外壳的内部固定安装有防护内胆，所述防护内胆内部的右侧固定安装有缓冲条，所述缓冲条的表面固定安装有受力壳，所述外壳的底部固定安装在上基板顶部的右上端。
精选的，所述缓冲器的数量为九个，且缓冲器采用的是三乘三等距固定安装在上基板的底部，所述升降杆的顶部固定安装在上基板的底部。
精选的，所述输送管的右端均固定安装在两个制氮主机的底部，所述控制阀位于两个制氮主机之间。
精选的，所述处理箱的进气管位于活性炭过滤板的底部，且处理箱的排气管位于抑菌板的顶部。
精选的，包括以下步骤：
使用时，空气压缩机将外界的空气抽取进入到其中，随后经过处理的空气进入到空气缓冲罐中，高压空气注入到空气缓冲罐内部时，此时气体压力会直接撞击到受力壳，经过缓冲的气体顺势进入到处理箱中，气体依次经过活性炭过滤板与抑菌板的过滤处理，此时的灰尘与细菌会被处理掉，随后再随着管道进入到水处理器中，空气中的油污与饱和水会被处理排出，此时空气中基本上还存在二氧化碳、氮气、氧气与游离水，经过冷冻干燥机的加工后，游离水体也被处理掉，此时氧气、氮气和二氧化碳开始进入到制氮主机中，经过碳分子筛吸附剂的处理，空气中的氧气与二氧化碳会被留滞到制氮主机中，随后纯度较高的氮气会从排氮管排出进入储存罐中，为了保证设备的顺利工作，操作人员通过利用控制阀实现两个制氮主机的异步工作，保证设备的工作效率。
与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
1、该变压吸附氮气设备及其氮气吸附方法，通过设置有空气缓冲罐、防护内胆、支撑架等达到保护效果好的目的，经过压缩处理的空气往往冲击力比较大，直接排放到空气缓冲罐中也会对其造成一定的伤害，此时设置有防护内胆保证其内壁更加厚实，与此同时缓冲条与受力壳正好与进气管位置相对应，因此排出的高压气体会直接作用到缓冲条与受力壳上，因为二者具备一定的抗冲击力与缓冲能力，大大降低了高压空气的冲击影响，使得整个空气缓冲罐能够较好的使用，同时配合上外部的支撑架，保证其结构稳定效果好。
2、该变压吸附氮气设备及其氮气吸附方法，通过设置有上基板、下基板与缓冲器等达到结构稳定的目的，整个设备需要将空气进行多次的处理，通过改变内部气压会使得空气移动速度骤然增加，以此就会与设备产生距离的接触，很容易造成设备的晃动，此时设置有上下两个基板，两个基板分别固定在缓冲器的上下端，当出现外力的冲击式，上基板会将作用力直接传递给下基板，此时的力大部分都会进入到弹簧区域，经过弹簧的形变处理，外力基本上被消耗殆尽，大大保证了整个制氮设备的稳定。
3、该变压吸附氮气设备及其氮气吸附方法，通过设置有处理箱、冷冻干燥机与水处理器等达到制氮纯度高的目的，空气压缩机将外界空气抽取过来，经过自身的处理能够将一部分灰尘杂质排出，但是一些小尺寸垃圾与细菌则会被输送到下一环节，此时通过设置有活性炭过滤板、抑菌板、水处理器与冷冻干燥机，能够有效地对空气中的小尺寸灰尘、细菌、饱和水与游离水进行处理，保证最终进入到制氮主机的只有二氧化碳、氮气与氧气，大大保证了后续氮气提纯的效果。
附图说明
图1为本发明结构整体示意图；
图2为本发明结构背面示意图；
图3为本发明结构俯视示意图；
图4为本发明结构处理箱内部示意图；
图5为本发明结构上基板、下基板与缓冲器位置示意图；
图6为本发明结构空气缓冲罐内部示意图；
图7为本发明结构缓冲器截面意图。
图中：1、上基板；2、缓冲器；201、挤压筒；202、升降杆；203、挤压弹簧；3、下基板；4、空气压缩机；5、空气缓冲罐；501、外壳；502、防护内胆；503、缓冲条；504、受力壳；6、支撑架；7、处理箱；8、活性炭过滤板；9、抑菌板；10、水处理器；11、冷冻干燥机；12、控制阀；13、制氮主机；14、排氮管；15、控制器；16、输送管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，一种变压吸附氮气设备，包括上基板1，上基板1顶部正面的右端固定安装有空气压缩机4，空气压缩机4的背面固定安装有空气缓冲罐5，空气缓冲罐5中部的外围固定安装有支撑架6，且空气缓冲罐5的左侧固定安装有处理箱7，处理箱7内部的下端固定安装有活性炭过滤板8，且处理箱7内部的上端固定安装有抑菌板9，处理箱7的左侧固定安装有水处理器10，水处理器10的左侧固定安装有冷冻干燥机11，冷冻干燥机11的左侧固定安装有输送管16，输送管16的右端固定安装有两个控制阀12，且输送管16右端的顶部固定安装有两个制氮主机13，两个制氮主机13内侧的上端固定安装有控制器15，且两个制氮主机13的顶部均固定安装有排氮管14。
其中，上基板1的底部固定安装有缓冲器2，缓冲器2的底部固定安装有下基板3，上基板1底部与下基板3的顶部均开设有放置槽，缓冲器2固定安装在放置槽中，整个设备需要将外界空气吸收压缩，随后在输送到其他区域，在排出的过程中常常会产生一定的冲击力，此时将缓冲器2放置在放置槽中，能够起到一定的外力缓冲效果，同时再配合上固定螺栓将上下两个基板连接在一起，能够保证整个结构的底座稳定支撑效果好。
其中，缓冲器2包括有挤压筒201，挤压筒201内部的上端活动卡接有升降杆202，且挤压筒201内部的下端固定安装有挤压弹簧203，挤压筒201的底部固定安装在下基板3的顶部，上下两个基板分别固定在缓冲器2的上下端，当出现上端设备的晃动时，上基板1会挤压下基板3，此时挤压产生的力会顺利的移动到挤压弹簧203处，经过挤压弹簧203简单的形变后，此外力基本上大部分都会被消除，不会对上端设备造成影响。
其中，空气缓冲罐5包括有外壳501，外壳501的内部固定安装有防护内胆502，防护内胆502内部的右侧固定安装有缓冲条503，缓冲条503的表面固定安装有受力壳504，外壳501的底部固定安装在上基板1顶部的右上端，空气缓冲罐5要接受来自空气压缩机4中的高压气体，需要受到巨大外力的冲击，空气缓冲罐5很容易出现晃动，此时将空气缓冲罐5内部设置有防护内胆502，能够保证其结构更加稳定，避免出现损坏的问题，同时缓冲条503与受力壳504正好与进气管对应，当空气缓冲罐5接受压缩气体后，空气冲击力往往直接作用到缓冲条503与受力壳504上，因为二者结构的原因，能够最大程度上降低外力冲击的影响，保证空气缓冲罐5结构的稳定。
其中，缓冲器2的数量为九个，且缓冲器2采用的是三乘三等距固定安装在上基板1的底部，升降杆202的顶部固定安装在上基板1的底部，采用三乘三等距均匀安装，能够保证整个结构受力均匀，在上端制氮设备中，往往是空气缓冲罐5受到的作用力最大，这也就会使其单独发生意外，此时缓冲器2均匀分布就能够避免这种情况，保证上端的制氮设备连接一个整体，最大程度上提高其稳定的效果。
其中，输送管16的右端均固定安装在两个制氮主机13的底部，控制阀12位于两个制氮主机13之间，利用碳分子筛吸附剂处理掉内部的二氧化碳与氧气，该过程需要一段时间，此时制氮主机13就无法继续注入材料加工，通过两个控制阀12配合使用，保证两个制氮主机13岔开工作，就能够实现制氮过程的不间断，大大提高了工作效率。
其中，处理箱7的进气管位于活性炭过滤板8的底部，且处理箱7的排气管位于抑菌板9的顶部，空气压缩机4在吸收外界空气时常常会夹杂一些杂质颗粒，在空气压缩机4中会被处理掉一部分，但是对于小尺寸灰尘与细菌往往没有办法处理，此时通过设置有活性炭过滤板8与抑菌板9进行过滤，能够最大程度上实现灰尘与细菌的处理，整个处理箱7结构非常大，因此能够同时进行非常多的空气处理，最大程度上避免了工作效率的降低。
其中，包括以下步骤：
使用时，空气压缩机4将外界的空气抽取进入到其中，随后经过处理的空气进入到空气缓冲罐5中，高压空气注入到空气缓冲罐5内部时，此时气体压力会直接撞击到受力壳504，经过缓冲的气体顺势进入到处理箱7中，气体依次经过活性炭过滤板8与抑菌板9的过滤处理，此时的灰尘与细菌会被处理掉，随后再随着管道进入到水处理器10中，空气中的油污与饱和水会被处理排出，此时空气中基本上还存在二氧化碳、氮气、氧气与游离水，经过冷冻干燥机11的加工后，游离水体也被处理掉，此时氧气、氮气和二氧化碳开始进入到制氮主机13中，经过碳分子筛吸附剂的处理，空气中的氧气与二氧化碳会被留滞到制氮主机中，随后纯度较高的氮气会从排氮管14排出进入储存罐中，为了保证设备的顺利工作，操作人员通过利用控制阀12实现两个制氮主机13的异步工作，保证设备的工作效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。且在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
